استخدامات الفولاذ الصدئ في صناعة السيارات
في السنوات الأخيرة ، تتطور صناعة السيارات نحو الجودة العالية والوزن الخفيف. كيفية تقليل استهلاك الطاقة قدر الإمكان لتحقيق قدرة تشغيلية عالية وتكلفة منخفضة في ظل قوة الجر المقدرة ، أي أن كيفية بناء معدات النقل الخضراء أصبحت مجتمعًا اليوم. موضوع المناقشة.
في صناعة السيارات ، نظرًا لقوتها العالية ووزنها الخفيف نسبيًا ، تمتص مواد الفولاذ المقاوم للصدأ ، خاصة بعد التأثر ، طاقة أقوى من المواد المعدنية الأخرى ، وتتمتع بأداء أمان أفضل ، وهي أخف وزنًا وعمر خدمة أطول مقارنة بالمواد العادية مركبات الكربون الصلب. إن مزايا عمليات التصنيع والتجميع البسيطة ، وما إلى ذلك ، تجعل استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ في صناعة السيارات يظهر اتجاهًا للتوسع في جميع أنحاء العالم ، مع وجود سوق محتمل كبير.
1. حالة تطوير وتطبيق الفولاذ المقاوم للصدأ في صناعة السيارات
لقد مر تطوير هيكل السيارة المصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ بشكل أساسي من خلال أربع مراحل:
1) سيارة الفولاذ المقاوم للصدأ مع لوحة خارجية الفولاذ المقاوم للصدأ فقط ؛
2) سيارة شبه من الفولاذ المقاوم للصدأ مع إطار سفلي من الصلب الكربوني ؛
3) جميع السيارات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ ؛
4) سيارة الفولاذ المقاوم للصدأ خفيفة الوزن.
تعد صناعة السيارات حاليًا أسرع مجالات تطبيقات الفولاذ المقاوم للصدأ نموًا. في السنوات العشر الماضية ، زاد استهلاك الفولاذ المقاوم للصدأ للسيارات في اليابان من متوسط 10 كجم إلى 30 كجم ، وتجاوزت الولايات المتحدة 40 كجم. كما يستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ على نطاق واسع في مركبات النقل العام مثل الحافلات ومترو الأنفاق ومركبات السكك الحديدية عالية السرعة.
استخدمت شركة Budd في الولايات المتحدة الفولاذ المقاوم للصدأ لأول مرة في تصنيع المركبات في عام 1932 وطوّرت أول سيارة ركاب للسكك الحديدية من الفولاذ المقاوم للصدأ في العالم. استخدمت اليابان وألمانيا الفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك الألومنيوم في السكك الحديدية الوطنية ومركبات السكك الحديدية الحضرية على التوالي.
الآن ، استخدمت اليابان والولايات المتحدة والسويد ودول أخرى عددًا كبيرًا من المركبات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ. بدأت اليابان في الترويج لها في الثمانينيات ، وحاليًا ، وصلت عربات القطار المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ إلى 1980٪. صناعة السيارات هي محور تطوير تطبيقات الفولاذ المقاوم للصدأ.
كان أول إنتاج لسيارات الفولاذ المقاوم للصدأ في بلدي في عام 1987. استخدمت شركة سيارات ركاب في تشانغتشون مادة 0Cr18Ni9 واستخدمت لحام القوس التقليدي لإنتاج سيارات مترو أنفاق من الفولاذ المقاوم للصدأ. مقارنة بهيكل السيارة المصنوع من الفولاذ الكربوني ، تم تفتيح جسم السيارة المصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ بحوالي 2 طن واجتاز اختبار القوة الساكنة ، مما يشير إلى أن بلدي قد أتقن تصميم وتصنيع هياكل السيارات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ خفيفة الوزن. في تموز (يوليو) 2003 ، تم بنجاح إخراج أول سيارة ركاب حضرية بالسكك الحديدية من الفولاذ المقاوم للصدأ في بلدي بسرعة 100 كيلومتر في الساعة من خط التجميع في مدينة تشانغتشون. كانت هذه أيضًا أول سيارة ركاب بالقطارات الحضرية في بلدي.
قبل التسعينيات ، مقيدة بمستوى التنمية الاقتصادية في ذلك الوقت ، كانت المركبات المصنوعة من الصلب الكربوني هي الطلب الرئيسي ، ولم يكن هناك طلب تقريبًا على المركبات المتطورة مثل الفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك الألومنيوم. بعد دخول التسعينيات ، مع تحسين مستويات المعيشة والتنمية الاقتصادية ، زاد طلب السوق على المركبات الراقية بشكل كبير. يستخدم النقل الحضري بالسكك الحديدية في شنغهاي ، وقوانغتشو ، ووهان ، وتشونغتشينغ سيارات مصنوعة من سبائك الألومنيوم ؛
تستخدم Tianjin Binhai Express Rail Transit سيارات الفولاذ المقاوم للصدأ ؛ تستضيف بكين دورة الألعاب الأولمبية لعام 2008 ، باستخدام سيارات الفولاذ المقاوم للصدأ بشكل أساسي ؛ تدرس سكة حديد تشينغهاي - التبت استخدام سيارات الركاب المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ. في نهاية هذا العام ، ستستخدم مركبات خط مترو بكين 15 أول منتجات مركبات مترو فولاذية مقاومة للصدأ مطورة محليًا بشكل مستقل. وسيصل إجمالي عدد المركبات على الخط بأكمله إلى 15 قطارًا ، اثنتان منها ستكونان قطارات مجهزة تجهيزًا كاملاً.
ستكون متطلبات التطوير خفيف الوزن وعالي الجودة لمركبات السكك الحديدية هو الاتجاه الرئيسي لتطوير مركبات السكك الحديدية في المستقبل.
2. حالة تطوير وتطبيق مواد الفولاذ المقاوم للصدأ للمركبات
لا يتمتع الفولاذ المقاوم للصدأ بمقاومة التآكل فحسب ، بل يتمتع أيضًا بخصائص فيزيائية وجودة سطح جيدة. يستخدم على نطاق واسع في صناعة السيارات. في الوقت الحاضر ، هناك بشكل رئيسي الأنواع التالية من أجزاء التطبيق.
1) يستخدم نظام العادم الفولاذ المقاوم للصدأ ، ومعظمه من الفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي ، وهو الجزء الأكثر استخدامًا من الفولاذ المقاوم للصدأ للسيارات. اعتمادًا على موقع نظام العادم ، تختلف بنية المكونات ودرجة حرارة الغاز والبيئة المسببة للتآكل تمامًا. لذلك ، بالإضافة إلى قوة درجات الحرارة المرتفعة ومقاومة الأكسدة عند درجات الحرارة العالية لمواد الفولاذ المقاوم للصدأ ، تتطلب أنظمة عوادم السيارات أيضًا مقاومة التآكل ذات درجات الحرارة العالية وخصائص التعب الحراري. 409 لتر ، 436 لتر ، وما إلى ذلك هي درجات الفولاذ المقاوم للصدأ شائعة الاستخدام.
2) الفولاذ المقاوم للصدأ لخزان وقود السيارات. يعتبر الفولاذ الكربوني العادي المطلي عمومًا الفولاذ التقليدي لخزانات وقود السيارات ، لكن خزانات الوقود المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ لا تتعرض لخطر تسرب الوقود ، ولديها مقاومة ممتازة للتآكل وقابلية جيدة للتشكيل ، ويمكن أن تحذف أو تبسط عملية الطلاء ، وهي سهلة إعادة التدوير. 304L ، JFE-SX1 ، وما إلى ذلك هي درجات الفولاذ المقاوم للصدأ شائعة الاستخدام.
3) الفولاذ المقاوم للصدأ لإطار السيارة. أكبر ميزة للإطار المدمج المصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ هي صلابته العالية. مع ضمان نسبة وزن وقوة عالية بما فيه الكفاية ، فإن الفولاذ المقاوم للصدأ يتمتع أيضًا بصلابة جيدة ، وليونة ، وقابلية للتشكيل ، وقابلية اللحام. إن الجمع بين تصميم إطار السيارة المعياري والأداء الممتاز لمواد الفولاذ المقاوم للصدأ يمكن أن يجعل السيارة تتمتع بمقاومة تأثير جيدة وخفيفة الوزن وأمان وموثوقية عالية وعمر طويل. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أيضًا إعادة تدوير مثل هذا الإطار بالكامل. 409L ، 3Cr12 ، 304L ، إلخ ، كلها من درجات الفولاذ المقاوم للصدأ شائعة الاستخدام.
4) قطع غيار السيارات الفولاذ المقاوم للصدأ. توجد بشكل أساسي حلقات مانعة للتسرب من الفولاذ المقاوم للصدأ ومبادلات حرارية. تستخدم حلقات الختم بشكل عام 301 من الفولاذ المقاوم للصدأ ، وتستخدم المبادلات الحرارية عمومًا مواد الفولاذ المقاوم للصدأ مثل SUS304 و SUS430 و SUS409L.
5) الفولاذ المقاوم للصدأ لزخرفة السيارات. بالإضافة إلى الوظائف التي يجب أن تتوفر لديهم ، فإن بعض الأجزاء الخارجية الأخرى للسيارة لها أيضًا وظائف زخرفية. يستخدم المصنعون قوالب الفولاذ المقاوم للصدأ ، والهوائيات ، وأغطية العجلات ، وما إلى ذلك على السيارات الصغيرة ، والفولاذ المقاوم للصدأ على الدرابزين ، ودرابزين الأمان ، وأذرع سيارات الركاب الكبيرة والمركبات. من أجل تقليل التكاليف ، فإن مرايا الرؤية الخلفية مصنوعة بشكل أساسي من الفولاذ المقاوم للصدأ سلسلة SUS430J1L ، وبعض السيارات الفاخرة تستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ سلسلة SUS436J1L ؛ تستخدم مساحات السيارات في الغالب SUS430 ، SUS304 ، SUS301 ، إلخ ؛ تستخدم واقيات المصابيح الأمامية SUS430 ودرجات فولاذية أخرى.
غالبًا ما يستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ في أجهزة السلامة في السيارات. على سبيل المثال ، شد حزام المقعد مصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ SUS301 ، مستشعرات الوسادة الهوائية ومضخات التعزيز مصنوعة بشكل أساسي من الفولاذ المقاوم للصدأ SUS304 و SUS304L ، وحلقة الحث ABS مصنوعة من SUS434 ، SUS444 ، ودرجات فولاذية أخرى.
مع التطور المستمر لصناعة السيارات ، أصبح استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ في صناعة السيارات أكثر وأكثر اتساعًا ، وأصبحت أهميته في تصنيع إطارات المركبات وأنظمة العادم وأجزاء المحرك بارزة بشكل متزايد.
إطار السيارة أو الغلاف المتكامل للسيارة مصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ الذي يحتوي على 11٪ إلى 12٪ Cr ، العلامات التجارية شائعة الاستخدام هي 00Cr11Ti ، 0Cr11Ni4Ti ، 00Cr12NiTi ، إلخ. استخدمت بعض البلدان الفولاذ المقاوم للصدأ على التوالي في الحافلات الكبيرة ، ومركبات نقل الفحم ، ومركبات مترو الأنفاق الحضرية ، إلخ. . أثبت الاستخدام الفعلي أنه بعد التشغيل 1.2 مليون كيلومتر ، لا تزال أجزاء الإطار المكشوفة في حالة جيدة ، والأجزاء المكشوفة من الطلاء تتقشر ولم تظهر أي علامات تآكل ، ولم يكن هناك أي جزء من السيارة محمي بأي طلاء لم يتم العثور على صدأ والسطح سليم.
من وجهة نظر الاقتصاد والتطبيق العملي ، غالبًا ما يستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ 0Cr11Ti الفريتي في نظام العادم في بعض الدول الأوروبية والأمريكية. تستخدم اليابان بشكل أساسي الفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي 13Cr ~ 17Cr وإصداراته المحسنة. كما أنها تستخدم في بعض الأجزاء. استخدم الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي Cr-Ni. الفولاذ المقاوم للصدأ المستخدم في قطع غيار السيارات هو في الأساس الفولاذ المقاوم للصدأ من نوع 0Cr18Ni9 و Cr17.
تشمل الأجزاء الرئيسية المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ في السيارات بشكل أساسي أختام الأسطوانة وأجهزة لف حزام الأمان. تكون درجات المواد بشكل عام 1Cr17Ni7 ؛ تستخدم 1Cr13 ، 0Cr18Ni9 ، 0Cr17Ni12Mo2 ، إلخ لشد السيارات. البرامج الثابتة؛ يتم استخدام 0Cr17 ، 0Cr18Ni9 لمبادلات حرارية لوحة مبرد الزيت ؛ يمكن استخدام 0Cr17 بشكل عام في حلقات حماية المصباح الأمامي ، ودرابزين سيارات الركاب الكبيرة ، ودرابزين الأمان ، وما إلى ذلك.
في اليابان في أوائل التسعينيات ، تم استخدام حوالي 1990،100,000 إلى 130,000،XNUMX طن من الفولاذ المقاوم للصدأ في صناعة السيارات كل عام. يستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ في صناعة السيارات. بالإضافة إلى وظائفه الخاصة ، فإن الفولاذ المقاوم للصدأ مزخرف أيضًا ، مما يزيد من تقدير السيارة.
إذا كانت السيارات المحلية المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ ترغب في تكوين دفعات وخفض التكاليف ، فإن النقطة الأساسية هي حل مشكلة توطين مواد السيارات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ. تستخدم سيارات الفولاذ المقاوم للصدأ في اليابان وكوريا الجنوبية ودول أخرى قوة الأوستنيتي العالية ألواح الفولاذ المقاوم للصدأ المدرفلة على البارد للمركبات. أصبح التركيب الكيميائي ، والخصائص الميكانيكية ، وأنماط السطح لهذه المادة معايير. في عام 2011 ، أنتج بلدي بنجاح دوبلكس الفولاذ المقاوم للصدأ لأجزاء مهمة من سيارات ركاب السكك الحديدية ، والتي حلت محل المنتجات المستوردة واستخدمت بنجاح في عربات مترو الأنفاق.
3. اختتام
في الوقت الحالي ، لا تمتلك الصين إحصائيات دقيقة عن تكلفة المركبات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ. وفقًا للإحصاءات ذات الصلة في اليابان ، من حيث تكاليف التصنيع ، فإن تكلفة تصنيع هياكل السيارات المصنوعة من سبائك الألومنيوم أعلى بكثير من تكلفة السيارات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ والسيارات المصنوعة من الصلب الكربوني. مستوى تكلفة جسم السيارة المصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ أعلى قليلاً من مستوى تكلفة جسم السيارة المصنوع من الفولاذ الكربوني. من حيث تكاليف الصيانة ، فإن السيارات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ هي الأقل تكلفة للصيانة.
من منظور الوزن الخفيف ، فإن جسم الفولاذ المقاوم للصدأ أثقل قليلاً من جسم سبائك الألومنيوم. بالنظر إلى تكاليف التصنيع والصيانة واستهلاك الطاقة بشكل شامل ، فإن السيارات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ أقل بكثير من السيارات المصنوعة من سبائك الألومنيوم والسيارات المصنوعة من الفولاذ الكربوني ، لذا فإن السيارات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ هي أكثر السيارات اقتصادية ولديها آفاق تطوير كبيرة.